package com.hmdp.utils;

import cn.hutool.core.util.BooleanUtil;
import cn.hutool.core.util.StrUtil;
import cn.hutool.json.JSONUtil;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.time.LocalDateTime;
import java.util.Objects;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.function.Function;

import static com.hmdp.utils.RedisConstants.*;

@Slf4j
@Component
public class CacheClient {

    private final StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    // 缓存重建线程池（异步）
    private static final ExecutorService CACHE_REBUILD_EXECUTOR = Executors.newFixedThreadPool(10);

    public CacheClient(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {
        this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
    }

    /**
     * 方法1：将任意Java对象序列化为json并存储在string类型的key中，并且可以设置TTL过期时间
     * @param key Redis键
     * @param value 要存储的对象
     * @param timeout 过期时间
     * @param unit 时间单位
     */
    public void set(String key, Object value, Long timeout, TimeUnit unit){
        log.info("向Redis中写入数据，key: {}，过期时间: {} {}", key, timeout, unit);
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(value), timeout, unit);
    }

    /**
     * 方法2：将任意Java对象序列化为json并存储在string类型的key中，
     * 并且可以设置逻辑过期时间
     * @param key Redis键
     * @param value 要存储的对象
     * @param time 逻辑过期时间
     * @param unit 时间单位
     */
    public void setWithLogicalExpire(String key, Object value, Long time, TimeUnit unit){
        log.info("向Redis中写入数据（逻辑过期），key: {}，逻辑过期时间: {} {}", key, time, unit);
        // 设置逻辑过期
        RedisData redisData = new RedisData();
        redisData.setData(value);
        // 逻辑过期时间 = 当前时间 + 过期时间（单位：秒）
        redisData.setExpireTime(LocalDateTime.now().plusSeconds(unit.toSeconds(time)));
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(redisData));
    }

    /**
     * 方法3：查询缓存并处理缓存穿透问题
     * @param keyPrefix 键前缀
     * @param id 数据ID
     * @param type 返回值类型
     * @param dbFallBack 数据库查询回调函数
     * @param time 缓存过期时间
     * @param unit 时间单位
     * @return 查询结果
     * @param <R> 返回值类型
     * @param <ID> ID类型
     */
    public <R,ID> R queryWithPassThrough(
            String keyPrefix, ID id, Class <R> type,
            Function<ID,R> dbFallBack,Long time, TimeUnit unit){
        String key = keyPrefix + id;
        log.info("使用缓存空值策略查询数据，key: {}", key);
        // 1.从redis查询
        String shopJson = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
        // 2.判断缓存是否命中
        if(StrUtil.isNotBlank(shopJson)){
            // 2.1缓存命中，直接返回
            log.info("缓存命中，直接返回数据，key: {}", key);
            return JSONUtil.toBean(shopJson,type);
        }
        if(shopJson != null){
            // 2.2缓存未命中，但是缓存中存在空值，返回NULL
            log.info("缓存未命中，但存在空值，返回null，key: {}", key);
            return null;
        }

        // 3.缓存未命中，查询数据库
        log.info("缓存未命中，查询数据库，key: {}", key);
        R r = dbFallBack.apply(id);

        if(Objects.isNull(r)){
            // 3.1数据库中不存在，缓存空值，防止缓存穿透
            log.info("数据库中不存在该数据，缓存空值防止穿透，key: {}", key);
            stringRedisTemplate.opsForValue().set(key,"", CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.MINUTES);
            // 3.2返回null
            return null;
        }
        // 4.数据库中存在，写入Redis，并返回店铺数据
        log.info("数据库中存在数据，写入缓存并返回，key: {}", key);
        this.set(key, r,time,unit);
        return r;
    }

    /**
     * 方法4：查询缓存并处理缓存击穿问题（逻辑过期）
     * @param keyPrefix 键前缀
     * @param lockKeyPrefix 锁键前缀
     * @param id 数据ID
     * @param type 返回值类型
     * @param dbFallback 数据库查询回调函数
     * @param time 逻辑过期时间
     * @param unit 时间单位
     * @return 查询结果
     * @param <R> 返回值类型
     * @param <ID> ID类型
     */
    public <R,ID> R  queryWithLogicalExpire(
            String keyPrefix,String lockKeyPrefix, ID id,Class <R> type,Function<ID, R> dbFallback,Long time, TimeUnit unit){
        String key = keyPrefix + id;
        // 1.从redis查询商铺缓存
        log.info("使用逻辑过期策略查询数据，key: {}",key);
        String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
        // 2.判断缓存是否命中（为真返回空值，为假继续执行）
        if (StrUtil.isBlank(json)) {
            // 3.缓存未命中，返回NULL
            log.info("缓存未命中，返回null，key: {}", key);
            return null;
        }
        // 4.命中
        log.info("缓存命中，key: {}",key);
        RedisData redisData = JSONUtil.toBean(json, RedisData.class);
        // 4.1把json反序列化为对象
        String jsonStr = JSONUtil.toJsonStr(redisData.getData());
        // 4.2反序列化店铺对象
        R r = JSONUtil.toBean(jsonStr, type);
        LocalDateTime expireTime = redisData.getExpireTime();
        // 5.判断是否过期（为真：未过期，为假：已过期）
        if(expireTime.isAfter(LocalDateTime.now())){
            // 5.1.未过期，直接返回店铺信息
            log.info("缓存未过期，直接返回数据，key: {}", key);
            return r;
        }
        // 5.2.已过期，需要缓存重建
        log.info("缓存已过期，需要重建，key: {}",key);
        String lockKey = lockKeyPrefix + id;
        // 6.1.获取互斥锁
        log.info("尝试获取互斥锁，lockKey: {}",lockKey);
        boolean isLock = tryLock(lockKey);
        log.info("获取互斥锁结果: {}，lockKey: {}", isLock, lockKey);
        // 6.2.判断是否获取锁成功
        if(isLock){
            // 取锁成功，缓存重建 （异步）
            log.info("获取锁成功，提交异步重建任务，key: {}", key);
            CACHE_REBUILD_EXECUTOR.submit( ()->{
                try{
                    //重建缓存
                    log.info("开始执行缓存重建，key: {}", key);
                    R r1 = dbFallback.apply(id);
                    this.setWithLogicalExpire(key,r1,time,unit);
                    log.info("缓存重建完成，key: {}", key);
                }catch (Exception e){
                    log.error("缓存重建失败，key: {}", key, e);
                    throw new RuntimeException(e);
                }finally {
                    unLock(lockKey);
                }
            });
        } else {
            log.info("获取锁失败，返回过期数据，key: {}", key);
        }
        // 6.4.返回过期的商铺信息
        log.info("返回过期数据，key: {}", key);
        return r;
    }

    /**
     * 利用互斥锁解决缓存击穿问题
     * @param keyPrefix 键前缀
     * @param lockKeyPrefix 锁键前缀
     * @param id 数据ID
     * @param type 返回值类型
     * @param dbFallback 数据库查询回调函数
     * @param time 缓存过期时间
     * @param unit 时间单位
     * @return 查询结果
     * @param <R> 返回值类型

     * @param <ID> ID类型
     */
    public <R,ID> R queryWithMutex(
            String keyPrefix,String lockKeyPrefix, ID id,Class <R> type,Function<ID, R> dbFallback,Long time, TimeUnit unit){
        String key = keyPrefix + id;
        log.info("使用互斥锁策略查询数据，key: {}", key);
        String lockKey = null;
        R r = null;

        try {
            // 1.从redis查询
            String shopJson = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
            // 2.判断缓存是否命中
            if(StrUtil.isNotBlank(shopJson)){
                // 缓存命中，直接返回店铺数据
                log.info("缓存命中，直接返回数据，key: {}", key);
                return JSONUtil.toBean(shopJson, type);
            }
            // 3缓存未命中，但是缓存中存在空值，返回NULL
            if(shopJson != null){
                log.info("缓存未命中，但存在空值，返回null，key: {}", key);
                return null;
            }
            // 4.缓存未命中，尝试获取互斥锁
            lockKey = lockKeyPrefix + id;
            log.info("缓存未命中，尝试获取互斥锁，lockKey: {}", lockKey);
            if (!tryLock(lockKey)) {
                // 4.1.获取互斥锁失败，等待50毫秒后重试
                log.info("获取互斥锁失败，等待后重试，lockKey: {}", lockKey);
                Thread.sleep(50);
                // 重试 -> 递归调用！
                return queryWithMutex(keyPrefix,lockKeyPrefix,id,type,dbFallback,time,unit);
            }
            log.info("获取互斥锁成功，查询数据库，lockKey: {}", lockKey);
            // 4.2.情况1：直到获取互斥锁成功，查询数据库
            //     情况2：在休眠的过程中其他线程完成了数据重建（获取互斥锁，并更新缓存）此时线程直接返回缓存数据
            r = dbFallback.apply(id);
            // 模拟重建的延迟
            Thread.sleep(200);
            if(Objects.isNull(r)){
                // 5.缓存空值，防止缓存穿透
                log.info("数据库中不存在该数据，缓存空值防止穿透，key: {}", key);
                stringRedisTemplate.opsForValue().set(key,"", CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.MINUTES);
                // 数据库中不存在，返回Null
                return null;
            }
            // 6.数据库中存在，写入Redis，并返回店铺数据
            log.info("数据库中存在数据，写入缓存并返回，key: {}", key);
            stringRedisTemplate.opsForValue().set(key,JSONUtil.toJsonStr(r),time, unit);
        } catch (InterruptedException e) {
            log.error("查询过程中发生中断异常，key: {}", key, e);
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            // 7.释放互斥锁 避免死锁！！
            log.info("释放互斥锁，lockKey: {}", lockKey);
            unLock(lockKey);
        }
        return r;
    }
    
    /**
     * 尝试获取互斥锁
     * @param key 锁键
     * @return 是否获取成功
     */
    private boolean tryLock(String key){
        Boolean shopLock = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, "1", LOCK_SHOP_TTL, TimeUnit.SECONDS);
        log.info("尝试获取互斥锁结果: {}，key: {}", BooleanUtil.isTrue(shopLock), key);
        return BooleanUtil.isTrue(shopLock);
    }

    /**
     * 释放互斥锁
     * @param key 锁键
     */
    private void unLock(String key){
        if (key != null) {
            log.info("删除互斥锁，key: {}", key);
            stringRedisTemplate.delete(key);
        }
    }
}